DE1028734B - Vorrichtung zum Verhindern des Einstroemens von Daempfen in Hochvakuumraeume - Google Patents

Description

• Vorrichtung zum Verhindern des Einströmens von Dämpfen in Hochvakuumräume

  Fei der Erzeugung von Hochvakuum <<-erden meist

  Treibinittelpilinpen verwendet, in denen ein organi-

  sches bzw. anorganisches Treibmittel oder Treill-

  mittelgemisch fortgesetzt verdampft und wieder kon-

  densiert wird. Dabei tritt von der @-alcuumpumpe aus:

  eine Rückströmung von Dämpfen in Richtung des

  Hoclivakuumreziliienten auf, welche zwar durch gün-

  stige Ausbildung der Vakuumpumpe vermindert,

  jedoch nicht völlig beseitigt werden kann. \ an ver-

  wendet dalf:i- bereits seit langem zwischen Hoch-

  vakuumpumpen und Rezipientni \Torrichtungen.

  welche die rückströ niend en Dämpfe an gekühlten

  Innenteilen flüssig niederschlagen oder ausfriemli.

  Derartige Abschirmvorrichtungen werden preist kurz

  als »Baffle« bezeichnet und sind in den verschieden-

  ste» Ausfiihrungsforinen bekanntgeworden. Eine vor-

  bekannte Konstruktion verwendet metallische Kreis-

  ringscheiben. welche finit kithlmitteldurchflossenen

  Rohren in Verbindung stehen und treppenförmig

  kl»fzentrisch übereinander angeordnet sind. Bei einer

  anderen. ebenfalls bekannten Ausführungsfol-ifi Sind

  die gekiililten Kondensationsflächen als parallele Stege

  ausgeführt. welche einen pfeilförmigen Querschnitt

  besitzen und die freie humhtrittsöffutnig des Baffles

  eng neheneinanderliegend überdecken. Auch kronen-

  förinige Kondensationsflächen sind bekannt, deren

  Sl-mmetrieachse parallel zur Strörnungsrichtuog ver-

  läuft und die gleichfalls finit entsprechend geführten

  Kühlrohren in gut wärmeleitender Verbindung stehen.

  Alle derartigen Konstruktionen besitzen iTrschie-

  dene Nachteile. So ist z. B. ]>ei guter Scliii-niwirl;ulig

  eine hohe Drosselung der durchströmenden Grase g

  gelxii. was die 1'ninliwirl;tnig der Hochvakuumliumpc#

  unerwünscht beeinträchtigt. Außerdem weisen die be-

  kannten Ansführungsforincn einen hohen 1Zühhnittel--

  verllrauch auf. was beslmnlers bei tiefgekühlten

  Allscliirin\oi-riclitungvn ären holten jinergienufm-anel

  bedeutet. Bei einer derartigen Vorrichtung bilden die

  Kühlrohre, welche finit <Icn Kondensationsflächen in

  Verbindung stehen, den Verdampfer innerhalb eines

  Ko rnpressionskälteaggregates. das hinsichtlich seiner

  Leistung etwa in der Größenordnung der bei Kühl-

  schränken gebräuchlichen Aggregate liegt. Hierdurch

  lassen sich die Kondensationsflächen auf Temperatureis

  voll unter --I0' C bringen, was die Wirksamkeit der

  Vorrichtung zupf Allscheiden rückströmender Dämpfe

  wesentlich erhöht. Ein weiterer sehr wesentlicher

  Nachteil der lüsher bekannten Konstruktionen besteht

  darin. daß die Teile der Kondensationsflä che, welche

  Bereits von den niedergeschlagenen Dämpfelf Benetzt

  worden sind. voni Iioclival;uunii-a.um her sichtbar

  sind und hei erneuter Verdampfung Dämpfe unnüttel-

  bar in diesen Ratun eindringen, ohne daß weitere

  gekühlte Kondensationsflächen iln Wegre :telien.

  Umfangreiche Untersuchungen haben zti überraschenden Erkenntnissen geführt, finit deren Hilfe es möglich ist. Anordnungen aufzubauen, die lief gleicher Wirkung nur eine wesentlich geringere Drosselung der Gasströmung gegeiriilwr den lwkannten Konstrul;-tionen ergeben.
• Die Erfindung betrifft eilte Vorrichtung zum Verhindern des Eindringens von Dämpfen in 1dochv aktiuinräume. vorzugsweise zum "Zusammenbau mit Nttusionspumpen, wobei innerhalb eines Gehäuses im Strömungsweg der abgesaugten Gase mindestens eine kühlbare, als Rotationsfläche ausgebildete Kondensationsfläche liegt. Das Kennzeichnende wird darin gesehen. daß diese lZotatioiisfläclie derart gestaltet ist. dass sie ein an einer S3-lninetrieachse senkrecht zur Rotationsachse gespiegeltes Stück einer zur Erzeugenden liat, wobei sich die senkrecht zur Rotationsachse liegenden, von der RotationsflIche umhüllten Querschniaskreisflä chen finit steigender Entfernung von der Wnnietrieachse verkleinern. Eine solche Izegelsclinittktirve kann in bekannter Weise eine Gerade, ein Kreis. eine Parallel, eine Ellipse oder eine Hyperlwl sein. Adle Kondensationsflächen nach der Erfindung besitzen somit eine Querschnittsform, welche außer der Rotationsachse eine Schar vrni zweiten A#nunetrieachsen senkrecht zur Strömungsrichtung aufweist. Bei einer solchen Anordnung kann es weiterhin vorteilhaft sein, die von der Rotationsachse am weitesten entfernte Rotationsfläche derart anzuordnen, daß zwischen ihrer vom Hochvakuuinraum algevendeten Unterkante und dem die Vorrichtung aufnehmenden Gehäuse eine Altdichtung erzielt wird, so claß die aus der L'unipe austretenden Dämpfe nicht mit der Gehäusewand in Berührung kommen. sondern sich ausschließlich zwischen den gekühlten Kondensationsflächen bewegen. Praktisch genügt hierzu bereits ein schmaler Spalt zwischen Unterkante der Kondensationsfläche und dem Gehäuse, durch den wegen der großen freien jVeglänge im Arbeitsdruckbereich eine nahezu vollständige Drosselung erzielt wird. Man kann daher ohne gekühlte Gehäusewand arbeiten und vermeidet besonders ])ei tiefgckiihlter Abschirmvorr ichtung wesentliche Energieverluste, wozu als weiterer Vorteil die leichte Ausheizbarkeit kommt.
• Eine besonder-, günstige Ausbildung kann dadurch erzielt werden, daß die Erzeugenden aller konzentrisehen Rotationsflächen Stücke derselben Kegelschnittkurve sind. In diesem Fall sind bei der Konstruktion der Abschirmvorrichtung zunächst die Mindestabstände zwischen den einzelnen Kondensations'fläch,-ii entsprechend der freien Weglänge der Treibmitteldämpfe festzulegen, und dann können die eutsl)r@clieuden Kurvenstücke aus der Kegelschnittkurve fortlaufend übertragen werden.
• Eine weitere vorteilhafte Ausbildung des Gegenstandes der Erfindung kann darin bestehen, daß mindestens ein Teil der Kondensationsflächen mit den Kühlrohren nach der Art einer Druckkuopfhalterung abnehmbar verbunden sind. Hierdurch können diese Kondensationsflächen leicht ausgebaut werden, so daß alle Innenteile der Reinigung unmittelbar zugänglich s s ind. Das Gehäuse der Vorrichtung wird hierzu zweckmäßig in zwei Hälften unterteilt. Im allgemeinen erscheint es günstig, die innerste Kondensationsfläche fest anzuordnen und nur die übrigen Kondensationsflächen druckknopfartig abnehmbar auszubilden.
• Die durch die Erfindung vorgeschlagen.: neue Konstruktion erreicht eine optisch dichte Überdeckung des Durchtrittsquerschnitts bei geringer Drosselung der Gasströmung. Derartige Abschirmvorrichtungen besitzen außerdem eine niedrige Bauhöhe und eine geringe radiale Ausdehnung. Die Temperaturverteilung auf den Kondensationsflächen ist wegen des auftretenden kleinen Temperaturgradienten i@e,ond@r# günstig. Für die Fertigung ist besonders die einfache Herstellungsmöglichkeit aus Druckteilen und die leichte Montage des Innenaufbaues von Vorteil.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes (leg Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt Fig.1 einen Querschnitt durch die Mittelachse einer Abschirmvorrichtung gemäß Erfindung, Fig.2 eine Anordnung gemäß Fig. 1 in Draufsicht. In den Fig. 1 und 2 ist ein Gehäuse dargestellt, welches aus zwei voneinander abnehmbaren Hälften 1, 2 besteht. Über Anschlußstücke 3. 4 tritt ein Kühlrohr 5 in den Innenraum der Abschirmvorrichtung ein, die mit den Kondensationsflächen in metallischer, gut wärmeleitender Verbindung steht. Auf der innersten Windung des Kühlrohres 5 sitzt eine erste Kondensationsfläche 6 auf, welche ein Kreisbogenstück zur Erzeugenden hat. Auf eine spiegelbildliche Fläche gleicher Gestalt ist hier mit Rück-,ficht auf einen h,sonders einfachen Aufbau verzichtet worden.
• In größerer radialer Entfernung von der -Mittelachse befindet sich eine zweite Kondensationsfläch, 7, welche gemäß der Erfindung eine Rotationsfläche darstellt, die durch Rotation eines Kreisbogenstückes und des an der Symmetrieachse senkrecht zur Strömungsrichtung gespiegelten gleichen Kreishogenstückes entstanden ist. In der Nähe der Gehäusewand schließt sich eine dritte Kondensationsfläche 8 an, welche el)pnfalls durch Rotation von symmetrisch liegenden Kreisbogenstücken entstanden ist. Die Kondensationsflächen 7 und 8 sind mit Ausnehmungen 71, 81 versehen, mit denen sie sich nach der Art einer Druckknopfhalterung auf den fest angeordneten Windungen des Kühlrohres 5 aufsetzen. Beim Zerlegen der Vorrichtung zum Zwecke der Reinigung ist somit lediglich (las obere Gehäuseteil 1 vom unteren Gehäuseteil ( abzunehmen, wodurch die abnehmbaren Kondensationsflächen leicht zugänglich werden und sich druckknopfartig aus ihren Auflagen an den Windungen des Kühlrohres 5 ablösen lassen.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Vorrichtung zum Verhindern des Eindringen., von Dämpfen in Hochvakuumräume, vorzugsweise zum Zusammenbau mit Diffusionspumpen, wobei innerhalb eines Gehäuses im Strömungsweg der abgesaugten Gase mindestens eine kühlbare, als Rotationsfläche ausgebildete Kondensationsfläche liegt, dadurch gekennzeichnet, daß diese Rotationsfläche derart gestaltet ist, daß sie ein an einer Symmetrieachse (h) senkrecht zur Rotationsachse (a) gespiegeltes Stück einer Kegelschnittkurve zur Erzeugenden hat. wobei sich die senkrecht zur Rotationsachse (a.) liegenden, von der Rotationsfläche umhüllten Querschnittskreisflächen finit steigender Entfernung von Gier Symmetrieachse (b) verkleinern.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Rotationsachse am weitesten entfernte Rotationsfläche derart angeordnet ist, daß zwischen ihrer vom Hochvakuurnraum abgewendeten Unterkante und dem die Vorrichtung aufnehmenden Gehäuse eine Abdichtung erzielt wird. so daß die aus der Pumpe austretenden Dämpfe nicht mit der Gehäusewand in Berührung kommen.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugenden aller konzentrischen Rotationsflächen Stücke derselben Kegelschnittkurve sind. -1. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der Kondensationsflächen mit den Windungen des Kühlrohres nach der Art einer Druckknopfhalterung abnehmbar verbunden ist. In Betracht gezogene Druckschriften Deutsche Patentanmeldung Z 4879 I a/27 d (bekanntgemacht am 30. B. 56).